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一种普适性的加权热带气旋风场重构方法

海洋通报 2021年第1期40卷 19-26页

作者：周水华洪晓江丽芳梁昌霞国家海洋局南海预报中心广东广州510310 自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室广东广州510310

台风浪模拟是海洋和海岸工程中开展重现期波浪推算的关键环节。本文在系统分析历史热带气旋近中心最大风速、大风风圈以及CCMP风场特征的基础上,提出了一种热带气旋影响范围计算方案,改进了加权热带气旋风场重构方法。以该方法重构的热... 详细信息

台风浪模拟是海洋和海岸工程中开展重现期波浪推算的关键环节。本文在系统分析历史热带气旋近中心最大风速、大风风圈以及CCMP风场特征的基础上,提出了一种热带气旋影响范围计算方案,改进了加权热带气旋风场重构方法。以该方法重构的热带气旋风场为驱动,采用WAVEWATCHⅢ模型模拟了南海28次台风浪过程,并用南海北部88个站次的风、浪观测资料对重构后的风场及模拟浪高进行检验。检验结果显示:风速(台风浪高)的重构值(模拟值)与观测值吻合良好,改进后的加权热带气旋风场重构方法有较强的普适性。

关键词： CCMP背景风场杰氏风场模型热带气旋风场重构影响范围 WAVEWATCHⅢ波浪模型

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基于平均声速测量的声速剖面实时重构方法

海洋科学进展 2024年

作者：王旭刘宗伟甘忠良姜莹杨春梅吕连港自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东省海洋海洋环境科学与数值模拟重点实验室自然资源部第一海洋研究所中国人民解放军92859部队崂山实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室

针对传统的声速剖面重构方法往往不具备实时性的问题，本文提出了一种基于平均声速测量的声速剖面实时重构方法。首先基于历史数据进行特征分解并选择经验正交函数(Empirical Orthogonal Function, EOF)的阶次；其次利用实测的水下某深... 详细信息

针对传统的声速剖面重构方法往往不具备实时性的问题，本文提出了一种基于平均声速测量的声速剖面实时重构方法。首先基于历史数据进行特征分解并选择经验正交函数(Empirical Orthogonal Function, EOF)的阶次；其次利用实测的水下某深度的声速和该深度至海面的平均声速，通过求二元一次方程组的最小范数解得到EOF重构系数；最后结合历史声速剖面重构全海深声速剖面。使用西太平洋海域的再分析数据对该方法进行了仿真验证，结果表明：采用该方法重构的声速剖面与真实声速剖面拟合效果较好，平均均方根误差约为1.31 m·s-1。本文所提方法可为水下航行器实时重构声速剖面提供技术支撑。

关键词：实时重构经验正交函数平均声速最小范数解

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四脊滑螯虾造血组织细胞培养条件的优化

应用海洋学学报 2024年第2期43卷 236-244页

作者：刘林敏阮灵伟黄智豪施泓自然资源部第三海洋研究所、自然资源部海洋生物遗传资源重点实验室福建厦门361005

稳定的体外细胞培养体系,可以为基因功能和宿主-病原相互作用研究提供平台。本研究通过对四脊滑螯虾(Cherax quadricarinatus)造血组织(hematopoietic tissue, HPT)细胞的体外培养条件进行优化,以期获得状态稳定、活力良好的造血组织细... 详细信息

稳定的体外细胞培养体系,可以为基因功能和宿主-病原相互作用研究提供平台。本研究通过对四脊滑螯虾(Cherax quadricarinatus)造血组织(hematopoietic tissue, HPT)细胞的体外培养条件进行优化,以期获得状态稳定、活力良好的造血组织细胞培养物。我们从四脊滑螯虾中分离提取造血组织细胞后,通过对培养基种类(L-15、Express Five、DMEM),谷氨酰胺浓度(0、1%、5%、10%),胎牛血清浓度(0、1%、5%、10%),以及体外培养温度(20、27℃)等培养条件进行优化。细胞形态观察和细胞活力分析结果表明,HPT细胞在添加1%青霉素-链霉素、10%L-谷氨酰胺、1%胎牛血清的L-15培养基中状态最佳,在20℃培养温度下能存活30 d左右。这些培养条件将有利于四脊滑螯虾造血组织细胞的体外培养。

关键词：海洋生物学造血组织细胞原代细胞优化培养四脊滑螯虾

基于多变量LSTM神经网络模型的PDO指数预测研究

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海洋学报 2022年第6期44卷 58-67页

作者：于振龙许东峰姚志雄杨成浩刘松楠自然资源部第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室浙江杭州310012 浙江省海洋科学研究院浙江杭州310012 自然资源部海洋空间资源管理技术重点实验室浙江杭州310012

利用1921–2020年的海平面气压、海平面高度、热含量数据以及海冰密集度作为太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation,PDO)指数的预报要素,建立了关于PDO指数时间序列预测的多变量长短期记忆(Long Short Term Memory,LSTM)神经网... 详细信息

利用1921–2020年的海平面气压、海平面高度、热含量数据以及海冰密集度作为太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation,PDO)指数的预报要素,建立了关于PDO指数时间序列预测的多变量长短期记忆(Long Short Term Memory,LSTM)神经网络模型,对比分析了2011–2020年不同时间序列预测模型的PDO指数预测结果,最后利用多变量LSTM神经网络模型实现了2021–2030年的PDO指数预测。结果显示,多变量LSTM神经网络模型的预测值与观测值经过交叉验证后的平均相关系数和均方根误差分别为0.70和0.62;PDO未来10年将一直处于冷位相,PDO神经网络指数出现两次波动,于2025年出现最小值。相比于其他时间序列预测模型,本文采用的多变量LSTM神经网络模型预测结果误差小、拟合效果好,可以作为一种新型的预测PDO指数的手段。

关键词： PDO指数 LSTM神经网络模型时间序列预测

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甬江口浮游植物时空分布特征及驱动因子

应用生态学报 2024年第5期35卷 1369-1378页

作者：欧奕君江志兵徐满秋于培松杜伟王德刚蒋雨露曾江宁浙江大学海洋学院浙江舟山316021 自然资源部第二海洋研究所自然资源部海洋生态系统动力学重点实验室杭州310012 浙江省近海海洋工程环境与生态安全重点实验室杭州310012 浙江省海洋科学院自然资源部海洋空间资源管理技术重点实验室杭州310012 自然资源部长三角海洋生态环境科学野外观测研究站浙江舟山316021

为探究小型河口浮游植物群落的时空变化特点,于丰水期、平水期及枯水期采集甬江口表层水样,分析浮游植物的主要驱动因子。结果表明:共检出浮游植物9门123属358种,丰水期、平水期和枯水期物种数分别为276、154和151种,丰度分别为(170.45... 详细信息

为探究小型河口浮游植物群落的时空变化特点,于丰水期、平水期及枯水期采集甬江口表层水样,分析浮游植物的主要驱动因子。结果表明:共检出浮游植物9门123属358种,丰水期、平水期和枯水期物种数分别为276、154和151种,丰度分别为(170.45±225.43)×10~3、(51.92±30.28)×10~3和(31.65±12.79)×10^(3)cells·L^(-1)。浮游植物群落以硅藻为主,优势种有梅尼小环藻、中肋骨条藻、具槽帕拉藻等。Shannon多样性指数与Pielou均匀度指数在丰水期由口门内向口门外呈下降趋势,在平水期和枯水期空间差异较小。多维尺度分析和相似性分析表明,不同区域(口门内、口门和口门外)与不同水文期的浮游植物群落组成均差异显著。相关性分析表明,在丰水期,浮游植物丰度与温度、溶解无机氮、活性磷酸盐呈显著正相关,与盐度呈显著负相关;在平水期,丰度与温度呈显著负相关;在枯水期,丰度与环境因子无明显相关性。冗余分析表明,温度、盐度、铵氮和活性磷酸盐分别解释了浮游植物群落变化的19.5%、11.9%、9.4%和8.2%。甬江口浮游植物群落以硅藻主导,温度、盐度和营养盐是其主要驱动因子。

关键词：甬江口浮游植物群落结构环境因子冗余分析

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太平洋富稀土深海沉积物标准物质研制

岩矿测试 2023年

作者：朱爱美石学法刘季花汪虹敏王小静白亚之崔菁菁自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东省深海矿产资源开发重点实验室

深海稀土被认为是继多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物之后发现的第四种深海矿产资源，以富含中-重稀土元素为显著特征。中国目前深海沉积物标准物质数量较少，不成系列，而且现有海洋沉积物标准物质中稀土元素总量最高为475.9μg/g... 详细信息

深海稀土被认为是继多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物之后发现的第四种深海矿产资源，以富含中-重稀土元素为显著特征。中国目前深海沉积物标准物质数量较少，不成系列，而且现有海洋沉积物标准物质中稀土元素总量最高为475.9μg/g，远未达到富稀土深海沉积物中的稀土元素总量(>1000μg/g)。目前国内外尚未有富稀土深海沉积物成分分析标准物质，为满足深海稀土资源勘查需要，本文报道了国家一级标准物质太平洋富稀土深海沉积物(GBW07590)研制过程。该标准物质候选物实物样品采集自4300m东南太平洋海底，经过自然风干、粉碎、混匀和灭活加工制备后，对沉积物成分进行均匀性和稳定性检验，各成分统计结果显示样品具有良好的均匀性和稳定性。国内外11家实验室采用多种分析方法对该标准物质的62种成分进行定值，确定各项成分的标准值和不确定度，稀土总量达到2103μg/g。该标准物质的研制进一步丰富了国内外深海沉积物标准物质品类，为科学研究、深海资源开发评价和地球化学分析测试等提供科技支撑。

关键词：富稀土深海沉积物标准物质定值不确定度

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热带气旋海上观测进展

海洋科学进展 2023年第1期41卷 1-23页

作者：王岩峰王冠琳林劲松吕尚嵘官晟自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 山东省海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266071

热带气旋的精准预报具有重要的社会、经济效益,是科学家研究与关注的重要问题。为了更充分、更全面地认识热带气旋变化规律,及时发现处于发生、发展期的热带气旋,实现更精准的预报,热带气旋的海上观测是必不可少的。对热带气旋的观测伴... 详细信息

热带气旋的精准预报具有重要的社会、经济效益,是科学家研究与关注的重要问题。为了更充分、更全面地认识热带气旋变化规律,及时发现处于发生、发展期的热带气旋,实现更精准的预报,热带气旋的海上观测是必不可少的。对热带气旋的观测伴随技术的进步,表现出从点到面、从面到综合观测的趋势。本文从星基观测、空基观测、移动观测、锚系观测以及综合观测试验等方面,简述了热带气旋海上观测方面取得的应用进展。上述不同观测平台和手段,在实际应用中表现出了不同的价值与能力,且均有其优缺点。研究需求及综合观测试验结果证明将陆基、海基、空基和星基平台和设备进行全方位立体组网观测,以发挥各自的优势是热带气旋海上观测未来的发展趋势。

关键词：热带气旋海上观测综合观测试验

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海洋生态预报的研究进展与发展应用

海洋预报 2020年第2期37卷 84-93页

作者：高姗刘桂梅王辉郑静静国家海洋环境预报中心自然资源部海洋灾害预报技术重点实验室北京100081

从介绍海洋生态预报的概念和作用开始,根据赤潮、绿潮、水母暴发、珊瑚白化等海洋生态灾害的致灾种类和涉及的富营养化、低氧和致病菌等灾害指标,阐述了国内外近年来海洋生态预报的研究进展,进而探讨了河口区、陆架海以及全球大洋等不... 详细信息

从介绍海洋生态预报的概念和作用开始,根据赤潮、绿潮、水母暴发、珊瑚白化等海洋生态灾害的致灾种类和涉及的富营养化、低氧和致病菌等灾害指标,阐述了国内外近年来海洋生态预报的研究进展,进而探讨了河口区、陆架海以及全球大洋等不同海域差异所涉及的海洋生态预报的发展应用,论述了经验预报、统计预报和数值预报等海洋生态预报的国内外研究进展与实际应用,最后展望提出海洋生态预报在未来发展中面临的挑战和亟需解决的关键科学问题。

关键词：海洋生态预报赤潮绿潮水母数值预报

基于瞬变电磁法的南大西洋热液硫化物区电性结构

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中国有色金属学报 2021年第10期31卷 2713-2721页

作者：杨悦李传顺叶俊李兵党院王赛自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室青岛266237

大西洋中脊属于典型的慢速扩张洋中脊,具有形成大型热液硫化物矿床的潜力。目前,国际上对大西洋中脊热液活动的调查研究主要集中在北大西洋,而对于南大西洋中脊的调查和研究相对较少,且主要采用传统的技术手段,只能探测到矿床的表面特征... 详细信息

大西洋中脊属于典型的慢速扩张洋中脊,具有形成大型热液硫化物矿床的潜力。目前,国际上对大西洋中脊热液活动的调查研究主要集中在北大西洋,而对于南大西洋中脊的调查和研究相对较少,且主要采用传统的技术手段,只能探测到矿床的表面特征,而对其形态、规模及赋存状态等问题无法得到准确的评估。海洋瞬变电磁法对浅部高导体异常灵敏,这使其成为热液硫化物资源探测和评价的新兴手段之一。为了研究南大西洋海底热液系统,我国在南大西洋开展了多个科考航次,其中大洋52航次在南大西洋热液硫化物区开展了瞬变电磁勘查工作;基于Occam反演方法对数据进行了反演。结果表明:测线区域浅部电阻率整体偏低,而深部电阻率较高且横向变化不均匀;在840~880和1060~1080号点之间存在两处由浅到深的连续低阻异常,均对应着较强的二次场响应,推测为热液硫化物矿堆。该矿堆呈现管状形态,向下延伸30 m左右。这证明了海洋瞬变电磁法在热液硫化物矿的定位、圈定硫化物矿的范围、研究硫化物矿的空间结构等方面具有较强的可行性,可有效地服务于多金属硫化物矿资源评价工作。

关键词：海底热液多金属硫化物南大西洋瞬变电磁资源评价